JP3135745B2 - 小口径管推進機の排土制御装置 - Google Patents
小口径管推進機の排土制御装置Info
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B44/00—Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/003—Drilling with mechanical conveying means
- E21B7/005—Drilling with mechanical conveying means with helical conveying means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes
- E21B7/201—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes with helical conveying means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/10—Making by using boring or cutting machines
- E21D9/108—Remote control specially adapted for machines for driving tunnels or galleries
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
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- E21D9/124—Helical conveying means therefor
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は小口径管を地中へ埋設
する小口径管推進機の排土制御装置に関する。
する小口径管推進機の排土制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来小口径管を地中へ埋設する小口径管
推進機は、発進立坑内に推進装置が設置されていて、こ
の推進装置により先端に先導管の装着された小口径管を
地中へ推進させて、小口径管の埋設を行うようになって
いる。
推進機は、発進立坑内に推進装置が設置されていて、こ
の推進装置により先端に先導管の装着された小口径管を
地中へ推進させて、小口径管の埋設を行うようになって
いる。
【０００３】また先導管の先端には、カッタヘッドが設
けられていて、このカッタヘッドが掘削した土砂はスク
リュウコンベヤにより発進立坑内へ排出されるようにな
っており、先導管内のスクリュウコンベヤには、制御弁
が設けられていて、発進立坑内に排出される土砂の状況
を見ながらこの制御弁を開閉することにより、排土量を
調整している。
けられていて、このカッタヘッドが掘削した土砂はスク
リュウコンベヤにより発進立坑内へ排出されるようにな
っており、先導管内のスクリュウコンベヤには、制御弁
が設けられていて、発進立坑内に排出される土砂の状況
を見ながらこの制御弁を開閉することにより、排土量を
調整している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の小口
径管推進機のように、発進立坑内に排出される排土状況
を見ながら制御弁を調整する方法では、先導管から発進
立坑までの距離が長い場合、掘削状態が発進立坑内に排
土状況として現れるまでに時間遅れがあるため、掘削土
質が急に変化したような場合、土砂の取込み過多により
先導管の方向制御不良や地盤沈下が発生したり、取込み
過少により掘削効率が低下するなどの不具合があった。
この発明はかかる不具合を改善するためになされたもの
で、常に最適な量の土砂が取込まれるようにした小口径
管推進機の排土制御装置を提供することを目的とするも
のである。
径管推進機のように、発進立坑内に排出される排土状況
を見ながら制御弁を調整する方法では、先導管から発進
立坑までの距離が長い場合、掘削状態が発進立坑内に排
土状況として現れるまでに時間遅れがあるため、掘削土
質が急に変化したような場合、土砂の取込み過多により
先導管の方向制御不良や地盤沈下が発生したり、取込み
過少により掘削効率が低下するなどの不具合があった。
この発明はかかる不具合を改善するためになされたもの
で、常に最適な量の土砂が取込まれるようにした小口径
管推進機の排土制御装置を提供することを目的とするも
のである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するために、先端に先導管の装着された小口径管を、
発進立坑内に設置された推進装置により地中へ推進さ
せ、また先導管の先端に設けられたカッタヘッドが掘削
した土砂を小口径管内に設けたスクリュウコンベヤによ
り発進立坑側へ搬送するようにした小口径管推進機にお
いて、先導管内のスクリュウコンベヤに、エア圧により
開閉される制御弁を設け、かつこの制御弁の圧力室内の
圧力を圧力検出器で検出することにより、制御弁より前
方のケーシング内に取込まれた土砂の充満量を検出する
と共に、得られた情報を基にスクリュウコンベヤの回転
を制御するようにしたものである。
成するために、先端に先導管の装着された小口径管を、
発進立坑内に設置された推進装置により地中へ推進さ
せ、また先導管の先端に設けられたカッタヘッドが掘削
した土砂を小口径管内に設けたスクリュウコンベヤによ
り発進立坑側へ搬送するようにした小口径管推進機にお
いて、先導管内のスクリュウコンベヤに、エア圧により
開閉される制御弁を設け、かつこの制御弁の圧力室内の
圧力を圧力検出器で検出することにより、制御弁より前
方のケーシング内に取込まれた土砂の充満量を検出する
と共に、得られた情報を基にスクリュウコンベヤの回転
を制御するようにしたものである。
【０００６】
【作用】上記構成により、制御弁より前方のケーシング
内には、常に一定した量の土砂が充満されるため、取込
み土砂の過大、過少による不具合を解消することができ
る。
内には、常に一定した量の土砂が充満されるため、取込
み土砂の過大、過少による不具合を解消することができ
る。
【０００７】
【実施例】この発明の一実施例を図面を参照して詳述す
る。図１は小口径管推進機を示すもので、１は小口径管
２の先端に装着された先導管、３は発進立坑４内に設置
された推進装置で、上記小口径管２を地中へ推進させる
推進ジャッキ５と、小口径管２内に設けられたスクリュ
ウコンベヤ６のスクリュウ軸６ａを回転駆動する駆動装
置７を有している。上記先導管１は先端部にカッタヘッ
ド８が回転自在に支承されている。このカッタヘッド８
はスクリュウコンベヤ６のスクリュウ軸６ａ先端に接続
されていて、駆動装置７によりスクリュウ軸６ａを介し
て回転されるようになっており、前面に回転自在に取付
けられたディスクカッタ９により切羽を掘削するように
構成されている。
る。図１は小口径管推進機を示すもので、１は小口径管
２の先端に装着された先導管、３は発進立坑４内に設置
された推進装置で、上記小口径管２を地中へ推進させる
推進ジャッキ５と、小口径管２内に設けられたスクリュ
ウコンベヤ６のスクリュウ軸６ａを回転駆動する駆動装
置７を有している。上記先導管１は先端部にカッタヘッ
ド８が回転自在に支承されている。このカッタヘッド８
はスクリュウコンベヤ６のスクリュウ軸６ａ先端に接続
されていて、駆動装置７によりスクリュウ軸６ａを介し
て回転されるようになっており、前面に回転自在に取付
けられたディスクカッタ９により切羽を掘削するように
構成されている。
【０００８】また掘削された土砂は先導管１内のスクリ
ュウコンベヤ６に取込まれた後スクリュウ軸６ａの回転
とともに、ケーシング６ｂ内を後方へ搬送され、発進立
坑４内へ排出されると共に、先導管１内のスクリュウコ
ンベヤ６には、排土量を調整する制御弁１０が設けられ
ている。上記制御弁１０は図２に示すように、エアによ
り膨張、収縮するゴムなどの弾性体よりなる筒状の弁体
１０ａを有していて、この弁体１０ａの外周側に設けら
れた圧力室１０ｂに、エア源１２のエアが調圧弁１３に
より調圧された後、管路１４を介して供給されるように
なっている。
ュウコンベヤ６に取込まれた後スクリュウ軸６ａの回転
とともに、ケーシング６ｂ内を後方へ搬送され、発進立
坑４内へ排出されると共に、先導管１内のスクリュウコ
ンベヤ６には、排土量を調整する制御弁１０が設けられ
ている。上記制御弁１０は図２に示すように、エアによ
り膨張、収縮するゴムなどの弾性体よりなる筒状の弁体
１０ａを有していて、この弁体１０ａの外周側に設けら
れた圧力室１０ｂに、エア源１２のエアが調圧弁１３に
より調圧された後、管路１４を介して供給されるように
なっている。
【０００９】一方スクリュウコンベヤ６のスクリュウ軸
６ａを駆動する駆動装置７は、減速機１５を介してスク
リュウ軸６ａに接続された油圧モータ１６を有してい
て、この油圧モータ１６に、電動機１７により駆動され
る油圧ポンプ１８より電磁弁よりなる操作弁１９を介し
て油圧が供給されるようになっている。上記操作弁１９
のソレノイド信号は演算器２２に入力されている。
６ａを駆動する駆動装置７は、減速機１５を介してスク
リュウ軸６ａに接続された油圧モータ１６を有してい
て、この油圧モータ１６に、電動機１７により駆動され
る油圧ポンプ１８より電磁弁よりなる操作弁１９を介し
て油圧が供給されるようになっている。上記操作弁１９
のソレノイド信号は演算器２２に入力されている。
【００１０】上記演算器２２には、制御弁１０へエアを
供給する管路１４の途中に設けられた圧力検出器２３に
より弁室１０ｂ内の圧力が検出されて、電気信号として
入力されていると共に、演算器２２には管路１４内の圧
力Ｐを表示する表示計２４と、スクリュウコンベヤ６の
回転時及び停止時の差圧ΔＰを表示する表示計２５が接
続されている。
供給する管路１４の途中に設けられた圧力検出器２３に
より弁室１０ｂ内の圧力が検出されて、電気信号として
入力されていると共に、演算器２２には管路１４内の圧
力Ｐを表示する表示計２４と、スクリュウコンベヤ６の
回転時及び停止時の差圧ΔＰを表示する表示計２５が接
続されている。
【００１１】次に図３ないし図８を参照して作用を説明
する。いま図６に示すフローチャートのステップ１０１
で、駆動装置７によりスクリュウコンベヤ６及びカッタ
ヘッド８を回転させながら、発進立坑４内の推進装置３
により小口径管２を地中へ推進させる。また制御弁１０
の圧力室１０ｂへ調圧弁１３により調圧された一定圧Ｐ
のエアを供給して、図３に示すように弁体１０ａを膨張
させ、ケーシング６ｂ内へ土砂を充満させる。ケーシン
グ６ｂ内に土砂が充満すると、土砂の一部が弁体１０ａ
を押し開けて後方へ移動しようとするため、弁室１０ｂ
内の圧力Ｐが上昇する。
する。いま図６に示すフローチャートのステップ１０１
で、駆動装置７によりスクリュウコンベヤ６及びカッタ
ヘッド８を回転させながら、発進立坑４内の推進装置３
により小口径管２を地中へ推進させる。また制御弁１０
の圧力室１０ｂへ調圧弁１３により調圧された一定圧Ｐ
のエアを供給して、図３に示すように弁体１０ａを膨張
させ、ケーシング６ｂ内へ土砂を充満させる。ケーシン
グ６ｂ内に土砂が充満すると、土砂の一部が弁体１０ａ
を押し開けて後方へ移動しようとするため、弁室１０ｂ
内の圧力Ｐが上昇する。
【００１２】この圧力上昇を圧力検出器２３が検出して
演算器２２へ送ると共に、演算器２２は、設定圧Ｐと上
昇圧の差圧ΔＰをステップ１０２で演算して、得られた
差圧ΔＰによりケーシング６ｂ内の土砂の充満状況を感
知する。そして土砂粒度や被水圧などの土質条件により
予め設定された管理限界幅内となるようにスクリュウコ
ンベヤ６の回転を制御する。
演算器２２へ送ると共に、演算器２２は、設定圧Ｐと上
昇圧の差圧ΔＰをステップ１０２で演算して、得られた
差圧ΔＰによりケーシング６ｂ内の土砂の充満状況を感
知する。そして土砂粒度や被水圧などの土質条件により
予め設定された管理限界幅内となるようにスクリュウコ
ンベヤ６の回転を制御する。
【００１３】すなわち図４に示すようにケーシング６ｂ
内に土砂が充満されていない場合は、制御弁１０の弁体
１０ａを押す力は小さく、このため、弁室１０ｂ内の圧
力は設定値Ｐに近い値を示す。この状態では制御弁１０
を閉じてケーシング６ｂ内へ土砂を充満させる。また図
５に示すようにケーシング６ｂ内に土砂が充満される
と、弁体１０ａを押す力が大きくなって弁室１０ｂ内の
圧力が上昇する。
内に土砂が充満されていない場合は、制御弁１０の弁体
１０ａを押す力は小さく、このため、弁室１０ｂ内の圧
力は設定値Ｐに近い値を示す。この状態では制御弁１０
を閉じてケーシング６ｂ内へ土砂を充満させる。また図
５に示すようにケーシング６ｂ内に土砂が充満される
と、弁体１０ａを押す力が大きくなって弁室１０ｂ内の
圧力が上昇する。
【００１４】圧力の上昇はケーシング６ｂ内に充満され
た土砂の土質によっても変化するので、予め図８に示す
ような管理限界幅ｈを設定し、差圧ΔＰがこの管理限界
幅ｈ内となるようにスクリュウコンベヤ６の回転を制御
する。
た土砂の土質によっても変化するので、予め図８に示す
ような管理限界幅ｈを設定し、差圧ΔＰがこの管理限界
幅ｈ内となるようにスクリュウコンベヤ６の回転を制御
する。
【００１５】いまステップ１０２で検出した差圧ΔＰが
管理限界の上限Ｐ2 を越えた場合は、ステップ１０３で
油圧ポンプ１８の斜板角度調整による吐出量を制御して
駆動装置３の油圧モータ１６へ供給する油量を減少さ
せ、スクリュウ軸６ａの回転を減速する。また逆に管理
限界の下限Ｐ1 より低い場合は、ステップ１０４でスク
リュウ軸６ａの回転を上げて、差圧ΔＰが常に管理限界
幅ｈ内に入るように制御するもので、これによって掘削
土砂の土質が変化しても、制御弁１０より前方のケーシ
ング６ｂ内には常に一定量の土砂が充満されているよう
になるため、土砂の取込み過多や過少が未然に防止でき
るようになる。また取込み土砂の土質によってケーシン
グ６ｂ内にプラグが形成されにくい場合は、ステップ１
０５で土砂のスランプ値を判定して、スランプ値が高い
場合はステップ１０６で加泥剤の注入量を減らし、スラ
ンプ値が低い場合はステップ１０７で注入量を増やすよ
うにする。
管理限界の上限Ｐ2 を越えた場合は、ステップ１０３で
油圧ポンプ１８の斜板角度調整による吐出量を制御して
駆動装置３の油圧モータ１６へ供給する油量を減少さ
せ、スクリュウ軸６ａの回転を減速する。また逆に管理
限界の下限Ｐ1 より低い場合は、ステップ１０４でスク
リュウ軸６ａの回転を上げて、差圧ΔＰが常に管理限界
幅ｈ内に入るように制御するもので、これによって掘削
土砂の土質が変化しても、制御弁１０より前方のケーシ
ング６ｂ内には常に一定量の土砂が充満されているよう
になるため、土砂の取込み過多や過少が未然に防止でき
るようになる。また取込み土砂の土質によってケーシン
グ６ｂ内にプラグが形成されにくい場合は、ステップ１
０５で土砂のスランプ値を判定して、スランプ値が高い
場合はステップ１０６で加泥剤の注入量を減らし、スラ
ンプ値が低い場合はステップ１０７で注入量を増やすよ
うにする。
【００１６】なお図９に示すように圧力検出器を制御弁
１０の近くに設けることにより、管路１４の途中でエア
漏れが発生しても、この影響を受けることが少ないた
め、精度の高い制御が可能になると共に、調圧弁１３に
サーボモータ２７を接続して、このサーボモータ２７を
制御器２２−１で制御することにより、調圧弁１３の設
定圧を自動的に可変することもできる。また図１０に示
すように、演算器２２により油圧ポンプ１６の吐出量を
制御することにより、スクリュウコンベヤ６の回転速度
を制御するようにしてもよい。
１０の近くに設けることにより、管路１４の途中でエア
漏れが発生しても、この影響を受けることが少ないた
め、精度の高い制御が可能になると共に、調圧弁１３に
サーボモータ２７を接続して、このサーボモータ２７を
制御器２２−１で制御することにより、調圧弁１３の設
定圧を自動的に可変することもできる。また図１０に示
すように、演算器２２により油圧ポンプ１６の吐出量を
制御することにより、スクリュウコンベヤ６の回転速度
を制御するようにしてもよい。
【００１７】
【発明の効果】この発明は以上詳述したように、先導管
内のスクリュウコンベヤに、エア圧により開閉する制御
弁を設けて、この制御弁の圧力室内の圧力により制御弁
より前方のケーシング内に取込まれた土砂の充満度を検
出し、充満度が一定となるようにスクリュウコンベヤの
回転を制御するようにしたことから、掘削中に切羽の土
質が変化しても、土砂の取込み過大や過少が発生するこ
とがない。これによって土砂の取込み過大による先導管
の方向制御不良や地盤沈下などが確実に防止できると共
に、取込み過少による掘削能率の低下も防止することが
できる。また制御弁より前方に土砂のプラグが形成され
るため、噴発などが防止できると共に、制御弁を利用し
て土砂の充満度を検出するようにしたことから、充満度
を検出するための手段を別に設ける必要がないため経済
的である。
内のスクリュウコンベヤに、エア圧により開閉する制御
弁を設けて、この制御弁の圧力室内の圧力により制御弁
より前方のケーシング内に取込まれた土砂の充満度を検
出し、充満度が一定となるようにスクリュウコンベヤの
回転を制御するようにしたことから、掘削中に切羽の土
質が変化しても、土砂の取込み過大や過少が発生するこ
とがない。これによって土砂の取込み過大による先導管
の方向制御不良や地盤沈下などが確実に防止できると共
に、取込み過少による掘削能率の低下も防止することが
できる。また制御弁より前方に土砂のプラグが形成され
るため、噴発などが防止できると共に、制御弁を利用し
て土砂の充満度を検出するようにしたことから、充満度
を検出するための手段を別に設ける必要がないため経済
的である。
【図１】この発明の一実施例になる排土制御装置を採用
した小口径管推進機の構成図である。
した小口径管推進機の構成図である。
【図２】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土制御装置を示す構成図である。
土制御装置を示す構成図である。
【図３】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土装置の作用を示す説明図である。
土装置の作用を示す説明図である。
【図４】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土装置の作用を示す説明図である。
土装置の作用を示す説明図である。
【図５】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土装置の作用を示す説明図である。
土装置の作用を示す説明図である。
【図６】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土装置の作用を示すフローチャートである。
土装置の作用を示すフローチャートである。
【図７】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土装置の作用を示す線図である。
土装置の作用を示す線図である。
【図８】この発明の一実施例になる小口径管推進機の排
土装置の作用を示す線図である。
土装置の作用を示す線図である。
【図９】この発明の他の実施例になる小口径管推進機の
排土制御装置を示す構成図である。
排土制御装置を示す構成図である。
【図１０】この発明の他の実施例になる小口径管推進機
の排土制御装置を示す構成図である。
の排土制御装置を示す構成図である。
１ 先導管 ２ 小口径管 ３ 推進装置 ４ 発進立坑 ６ スクリュウコンベヤ ６ｂ ケーシング １０ 制御弁 １０ｂ 圧力室 ２３ 圧力検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 先端に先導管１の装着された小口径管２
を、発進立坑４内に設置された推進装置３により地中へ
推進させ、また先導管１の先端に設けられたカッタヘッ
ド８が掘削した土砂を小口径管１内に設けたスクリュウ
コンベヤ６により発進立坑４側へ搬送するようにした小
口径管推進機において、先導管１内のスクリュウコンベ
ヤ６に、エア圧により開閉される制御弁１０を設け、か
つこの制御弁１０の圧力室１０ｂ内の圧力を圧力検出器
２３で検出することにより、制御弁１０より前方のケー
シング６ｂ内に取込まれた土砂の充満量を検出すると共
に、得られた情報を基にスクリュウコンベヤ６の回転を
制御することを特徴とする小口径管推進機の排土制御装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05135205A JP3135745B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 小口径管推進機の排土制御装置 |
| PCT/JP1994/000740 WO1994027028A1 (en) | 1993-05-14 | 1994-05-06 | Earth dumping control device for a small diameter pipe propelling machine |
| EP94914588A EP0699823A4 (en) | 1993-05-14 | 1994-05-06 | EARTH DISCHARGE CONTROL DEVICE FOR A MACHINE FOR PROPELLING A SMALL DIAMETER TUBE |
| US08/582,999 US5707176A (en) | 1993-05-14 | 1994-05-06 | Earth discharge control system for small-diameter pipe propelling machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05135205A JP3135745B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | 小口径管推進機の排土制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06323093A JPH06323093A (ja) | 1994-11-22 |
| JP3135745B2 true JP3135745B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15146313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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